地面测量工程一体化自动化系统的研究内容与方法

地面测量的工具有很多种, 但是由于地面测量工程从事人员多、覆盖内容广、范围大, 作业模式落后, 使得工作人员劳动强度大, 一体化自动化程度不高。所以研究统一、功能强大的地面测量工程一体化自动化也就成了一个有待解决的重要问题。

1 控制测量

当测量范围较大或是控制点通视条件不好时, 一般都是采用GPS接收机来进行数据处理和观测的, 获取控制点平面坐标, 控制点的高程, 通常用几何水准方法来获得。当对控制点进行加密时, 多数都是采用全站仪同时获取控制点三维坐标, 实现了从测站平差、数据采集、平差计算、粗差剔除与探测到报表输出和网图显绘的内外业一体化, 中间省去了很多人工检查和干预, 从而也就提高了成果的可靠性和质量, 同时也减轻了工作人员的劳动强度。在这一方面最具代表性的产品就是基于掌上型电脑的地面控制和施工测量工程内外业数据处理一体化自动化系统 (以下简称“科傻”) 。这个系统支持各种的地面测量仪, 实现了离线或在线数据采集, 完成任意规模, 任意网形、各种等级的高程、平面控制测量的内外业一体化作业。基于科傻的主要功能, 在索佳Pow erset 2000系列全站仪上, 也开发出了全中文版软件包。结合了专业测量的特定, 在科傻基础上又研制了“铁路工程施工测量自动化处理系统”, 同时也通过了铁道部门的鉴定。

2 用科傻系统来实现一体化自动化

2.1 COSA1

科傻系统是用Borland编写, 固化在R D-R B 2上锁运行的软件包。科傻可用于一、二、三、四等和等外线路水准的测量, 可以记录30～80km的规测数据, 平差120个点的水准网。对二、三维控制, 既能对各种的图根控制测量进行处理, 也能用于各种变形监测网和施工控制等一些专业的工程控制网。科傻可以处理80个点的任意网, 在掌上电脑上实现了地面控制测量从预处理、采集、检查到平差计算的全部过程。

2.2 COSA2

科傻一和科傻二是由设计的软件硬件接口相连接。当用户需要处理大型网或者是需要高精度网时, 一般都是用科傻一作为数据采集, 科傻二作为平差计算。就算是一个网已经用了科傻一进校处理, 但是如果还有微机, 就可以把数据传输到另一台微机上管理、储存并进一步研究, 因为科傻二在功能上比科傻一更加强大, 比如说稀疏矩阵压缩存储技术, 大型网、任意网的近似坐标计算通用算法, 最小独立多边形和附合导线闭合差自动计算、粗差探测与方差分量估计、网的模拟计算和优化设计、二差改正、偏心改正、优化设计和控制网数据库管理、隧道贯通误差影响值计算等等一些。

科傻二DOS版本, 在486微机内存下可以进行520个网点的二维网平差, 仅仅只需要6min的时间。在有20kB剩余磁盘空间的微机上, 可以到5000个网点的大型平面网进行平差。科傻Windows版中, 其使用跟方便、界面更友好, 速度是DOS版本的5～10倍, 原理上可进行100, 00个点以上的超大规模平差。

2.3 COSA3

科傻三是与科傻一同时固化在掌上电脑上运行, 主要是包括道路测设和工程放样这两部分。通过对不同工程施工放样工作进行分析, 可以归纳成放样计算。对公路铁路, 根据已知的设计参数和坐标进行道路加宽定义、纵面定义、平面定义、超高, 按等间距以及里程计算道路中心线上加桩坐标和中间桩。对于曲线桥梁, 除了计算曲线要素和谯县内插点坐标外, 还需要根据计算桥墩、横向护桩坐标。专业需要、桥台工作线交点等。放样点实地放样和坐标计算都是通过科傻三由掌上电脑配合全站仪在外业一体化完成。实地的放样是统一采用极地坐标法进行的, 含平面放样、平面高程、高程放样3钟情况, 需要说明的是, 科傻三通用性是相对的, 对于一些复杂、特殊的建筑物如立交桥、大型天线等, 其放样点坐标的计算是需要专门程序的。

3 地面测量工程一体化自动化系统的分类

地面测量工程一体化自动化分为3个类型:一是整体型全站式测量系统;二是组合型全站式测量系统:三是组合型半站式测量系统。组合型全站式测量系统是把一体化自动化软件固化在有MS-DOS兼容操作系统的袖珍微机或是掌上电脑上。用通信电缆和电子全站仪相连接, 观察员则通过外接的袖珍微机或掌上电脑控制全站仪进行作业。组合型半站式测量系统是对半站式速测仪、光学经纬仪而言的。数据采集依靠人工按键输入, 那么一般就需要电脑操作员和观察员两人, 但是后续数据处理与组合型全站式测量系统一样, 这属于对常规测量仪的改造。此外, 组合型测量系统还可用于维水准测量, 包括了光学水准仪和电子水准仪的结合。整体型全站式测量系统是把一体化自动软件包指甲加载或是固化到电脑全站仪上, 因为不需要外接袖珍微机活掌上电脑, 所以操作起来很方便, 而且效率也更高。通过软件的功能, 使电脑型全站仪变成为全能型全站仪。

需要说下的是, 上面说的三种地面测量工程一体化自动化系统要是对全站仪全面开发和传统测量仪的改造, 最好是能与科傻配合使用。在大比例尺寸数字测图方面还是要与测图系统软件相结合。

4 结语

社会在进步, 地面测量工程也要与时俱进, 不断创新改善。“科傻”在地面测量工作中起到了很大的帮助作用, 不但节省了时间, 而且还能提高工作效率。同时还可以利用科傻系统的功能, 再结合各种测量的特点, 就能研制出适合专业特点的一体化自动化系统,

摘要：随着科技的不断发展, 地面测量工作也日趋一体化、自动化。本文主要对地面测量工程一体化自动化系统的方法和研究内容进行阐述, 同时也明确了一体化自动化在地面测量中的重要性。

关键词：一体化自动化,地面测量,科傻

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